一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成：鎂4?5%、納米銅2?3%、鋰1?2%、硅4?5%、石墨烯溶膠50?60%、造孔劑1?2%、無(wú)水乙醇0.5?1、余量為鋁。
【專利說(shuō)明】
一種汽車電子封裝用石墨烯増強(qiáng)鋁鎂合金材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電子封裝材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車電子是汽車電子控制裝置和車載汽車電子裝置的總稱，汽車電子在汽車技術(shù)中占據(jù)至關(guān)重要的位置，是開(kāi)發(fā)新車型、改進(jìn)汽車性能最重要的技術(shù)措施。由于汽車內(nèi)部存在極端的工作溫度范圍、強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)以及污漬較多等惡劣環(huán)境因素，要確保汽車電子產(chǎn)品性能不受干擾，必須做好產(chǎn)品的封裝工作，選擇好的封裝材料以實(shí)現(xiàn)行業(yè)更低的成本、更強(qiáng)的功能、更高的可靠性等技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。
[0003]理想的電子封裝材料要具備熱膨脹系數(shù)低、高導(dǎo)熱、氣密性佳、足夠的強(qiáng)度和剛度、便于加工成型和焊接以及輕質(zhì)輕量等優(yōu)點(diǎn)，目前常用的幾類封裝材料主要有塑料封裝材料、陶瓷封裝材料、金屬封裝材料以及金屬基復(fù)合材料幾大類，其中金屬基復(fù)合電子封裝材料具有強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好等優(yōu)點(diǎn)成為行業(yè)研究的熱點(diǎn)，尤其是鋁基金屬材料，其輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)在汽車領(lǐng)域廣受青睞，提高鋁基封裝材料的綜合性能也是研究熱點(diǎn)?！墩婵諢釅簾Y(jié)法制備金剛石/Al-Cu基復(fù)合材料》一文利用真空熱壓燒結(jié)的方式改善金剛石與鋁的界面不良反應(yīng)，同時(shí)加入Cu粉改善性能，這種方法使用的是微米級(jí)的金剛石粉體，雖然獲得了高熱導(dǎo)率的復(fù)合材料，但是合金材料的強(qiáng)度、塑性卻在一定程度上降低，使用范圍受限，納米級(jí)無(wú)機(jī)材料在改善合金性能方面有突出的優(yōu)點(diǎn)，但是納米級(jí)材料在合金中的分散性卻不盡如人
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂4-5%、納米銅2-3%、鋰1-2%、硅4-5%、石墨烯溶膠50-60%、造孔劑1-2%、無(wú)水乙醇0.5-1、余量為鋁。
[0006]所述的石墨烯溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無(wú)水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入石墨烯，超聲振蕩分散5-10h，即得;其中石墨烯、無(wú)水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。
[0007]所述的造孔劑為氯化鈉、碳酸鈉、球形尿素中的一種。
[0008]所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料的制備方法包括以下步驟:
(I)先將鋁、鎂、納米銅、鋰、硅、造孔劑、無(wú)水乙醇混合，以200-300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5-lOmin，所得混合物料經(jīng)壓實(shí)致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為:體系以15-20°C/min的升溫速度升溫至400-450 V，在溫度達(dá)到350°C時(shí)加壓，壓力為30-50MPa，保溫?zé)Y(jié)30-50min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用；
(2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入石墨烯溶膠，在_0.01—0.05MPa下滲積40-60min，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80-100°C烘箱中干燥處理2-3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在600-650°C、20-30MPa壓力下再次燒結(jié)20-30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
(I)本發(fā)明的封裝材料以鋁鎂合金作為基材，并在其中摻混納米銅、鋰、硅等原料，獲得了具有優(yōu)異綜合力學(xué)性能的合金材料，輕質(zhì)高強(qiáng)，易于加工焊接，在汽車部件領(lǐng)域具有突出的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
[0010](2)本發(fā)明在工藝上先將合金粉末加工成泡沫鋁鎂合金預(yù)制件，并將石墨烯以溶膠的形式真空滲積到合金件中，再經(jīng)過(guò)二次燒結(jié)后制得成品，這種工藝流程改善了石墨烯在合金材料中容易團(tuán)聚的現(xiàn)象，使其高度分散，達(dá)到高效的增強(qiáng)效果，獲得具有高可塑性、高導(dǎo)熱、輕質(zhì)、低熱膨脹的合金材料，在電子器件封裝方面應(yīng)用前景良好，為制造高性能的汽車電子系統(tǒng)打下了良好的基礎(chǔ)。
【具體實(shí)施方式】
[0011]—種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂4%、納米銅2%、鋰1%、硅4%、石墨烯溶膠50%、造孔劑1%、無(wú)水乙醇0.5、余量為鋁。
[0012]其中石墨烯溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無(wú)水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入石墨烯，超聲振蕩分散5h，即得;其中石墨烯、無(wú)水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。
[0013]其中造孔劑為球形尿素。
[0014]該合金材料的制備方法包括以下步驟:
(1)先將招、鎂、納米銅、鋰、娃、造孔劑、無(wú)水乙醇混合，以200轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5min，所得混合物料經(jīng)壓實(shí)致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為:體系以15°C/min的升溫速度升溫至400°C，在溫度達(dá)到350°C時(shí)加壓，壓力為30MPa，保溫?zé)Y(jié)30min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用；
(2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入石墨烯溶膠，在_
0.0110^下滲積6011^11，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80 °C烘箱中干燥處理3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在600°C、30MPa壓力下再次燒結(jié)20min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
[0015]取所制得的材料制備標(biāo)準(zhǔn)試樣，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果為:
密度:2.35g/cm3;抗彎強(qiáng)度:62MPa;導(dǎo)熱率:265W/m.k;熱膨脹系數(shù):2.2 X 10—6m/k;是否可焊接:是。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料，其特征在于，該合金材料由以下重量份的原料制成:鎂4-5%、納米銅2-3%、鋰1-2%、硅4-5%、石墨烯溶膠50-60%、造孔劑1-2%、無(wú)水乙醇0.5-1、余量為鋁。2.如權(quán)利要求1所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料，其特征在于，所述的石墨烯溶膠由以下方法配制而成:將十二烷基三甲基溴化銨投入無(wú)水乙醇中，攪拌至其完全溶解后投入石墨烯，超聲振蕩分散5-10h，即得;其中石墨烯、無(wú)水乙醇、十二烷基三甲基溴化銨三者的重量比為1:5:0.1。3.如權(quán)利要求1所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料，其特征在于，所述的造孔劑為氯化鈉、碳酸鈉、球形尿素中的一種。4.如權(quán)利要求1所述的一種汽車電子封裝用石墨烯增強(qiáng)鋁鎂合金材料的制備方法，其特征在于，所述的制備方法包括以下步驟: (1)先將鋁、鎂、納米銅、鋰、硅、造孔劑、無(wú)水乙醇混合，以200-300轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混粉5-lOmin，所得混合物料經(jīng)壓實(shí)致密化處理獲得生坯，隨后將生坯放入模具中在真空條件下熱壓燒結(jié)成型，燒結(jié)工藝為:體系以15-20°C/min的升溫速度升溫至400-450 V，在溫度達(dá)到350°C時(shí)加壓，壓力為30-50MPa，保溫?zé)Y(jié)30-50min，隨后自然冷卻至室溫后卸壓，所得產(chǎn)品放入水中溶出造孔劑后干燥，得泡沫鋁鎂合金預(yù)制件備用； (2)將步驟(I)所得的泡沫鋁鎂合金預(yù)制件放入模具中，隨后加入石墨烯溶膠，在_.0.01—0.05MPa下滲積40-60min，處理結(jié)束后恢復(fù)常壓，取出預(yù)制件，在80-100°C烘箱中干燥處理2-3h，隨后將預(yù)制件再次放入模具中，在600-650°C、20-30MPa壓力下再次燒結(jié)20-30min，最后降溫卸壓，冷卻至室溫后即得所述的封裝合金材料。
【文檔編號(hào)】C22C21/00GK105936988SQ201610550283
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】王進(jìn)
【申請(qǐng)人】安徽祈艾特電子科技股份有限公司